《边缘原生应用程序原则白皮书》由埃德格·德比安(Eclipse基金会)、普拉卡什·拉姆查兰(eOTF)、马克·阿布斯(SUSE)共同撰写,于2023年1月17日发布(第一版),2022年8月24日发布草案版本。此白皮书对边缘计算的概念进行了定义,并阐述了边缘原生应用程序的主要原则。
边缘计算简介:
边缘计算是一种将数据处理能力推向数据源附近的计算模式,适用于如工厂中的机器人控制等场景。预计在未来五年内,该行业将普遍采用边缘计算技术。
主要优势:
企业认为在边缘部署计算能力能带来以下好处:
- 降低延迟:减少数据传输时间,提高响应速度。
- 带宽管理:优化网络资源,提高效率。
- 数据隐私:在本地处理敏感数据,保护隐私。
- 高可靠性:确保在低质量网络环境下的稳定运行。
定义:
白皮书将边缘计算定义为基于地理位置的数据处理资源。根据与用户距离的不同,这些边缘节点被划分为多个类别。
增长预测:
据预测,从2022年到2030年,边缘计算市场将以每年38.9%的速度增长。
边缘原生原则:
边缘原生原则与云原生原则相似,但具有独特特点,包括:
- 应用与服务的移植性:精心设计的应用程序可以在不同基础设施间无缝迁移,实现平台间的移植性。
- 可观测性:提供一套文档齐全的接口和工具选项,用于检测问题和收集指标,支持高效、容错系统构建。
- 管理功能:提供大规模应用和资源管理的接口和工具选项,以及用于基础网络连接、服务管理和插件机制的内置功能。
- 多语言和框架支持:支持多种常见的编程语言和框架,以灵活地构建和部署应用和服务。
与云原生的比较:
边缘原生原则强调了在边缘环境中的独特考虑,比如资源限制、安全、延迟和自治性,同时遵循云原生原则的核心理念,如弹性、可管理性和可观测性。边缘原生应用程序旨在利用云的优势,并与上游资源协同工作,而不是完全依赖传统的云环境。
关键特性:
- 水平扩展:通过无状态微服务组件实现横向扩展,支持负载均衡。
- 数据模型:集中式模型支持无状态组件,结合缓存、流、实时和分布式模型。
- 故障容忍:通过在故障域内分散冗余节点实现故障容忍,尽管可能不如云环境。
- 网络:依赖丰富功能的高速网络,同时考虑不同速度和功能的需求。
- 安全性:依赖安全的设施内的可信结构,但在不可信环境中安全性降为零。
- 硬件兼容性:提供统一的计算资源标准,满足大多数应用需求,但某些应用可能需要特定的硬件支持。
- 管理:云原生依赖中央管理与自动化,而边缘原生则侧重远程和零接触配置,以及适应不同的硬件和软件环境。
- 恢复性:支持原子级升级,便于维护和更新。
- 规模:资源限制于少数地点,支持数千个外部设备和众多地点。
- 监控:实现对指标、日志、数字孪生、事件和警报的全面监控。
差异总结:
边缘原生应用程序与云原生应用程序在资源兼容性、大规模管理、资源利用率优化、应用移植性和再利用性、硬件兼容性、可变连接性、大规模管理、开发人员需求、弹性、基础设施与平台管理、对外部资源交互等方面存在差异,但两者均需实现一元化的监控。边缘原生应用程序在特定环境下具有独特的挑战和需求,需要灵活的监控解决方案、资源优化策略、适应性管理方法以及与边缘环境紧密集成的应用和基础设施管理。